GDI Осцилограмма работы форсунки

От Автора: 
Этот материал является только попыткой объяснения происходящих процессов и не претендует на "истину в последней инстанции".

На нижеприведенном фото показана осцилограмма работы форсунки системы GDI:

В первом  приближении и анализа схемотехники , я прикинул схему , которая могла бы такое реализовать 
( т.е получить такой результат на экране осциллографа ).

И это схема мостового усилителя.

 Она состоит их 2х пар транзисторов ( они могут быть и полевыми , а скорее всего IGBTТРАНЗИСТОРАМИ , для простоты нарисованы биполярные. В схеме условно обозначен источник 12 вольт , включенный через диод , и преобразователь 100 вольт отдельным блоком, заряжающий накопительный конденсатор С1 . Обмотка форсунки включена в мост усилителя как нагрузка.

Как это может работать

В начальный момент конденсатор заряжен до напряжения 100 вольт от преобразователя 12 вольт в 100 вольт.

Все транзисторы закрыты , управляющее напряжение на базах равно нулю.

Начальный пик 100 вольт – это когда напряжение C1 приложено к обмотке форсунки L1 .

Это происходит при одновременном открытии  VT1 – VT2. протекание тока красной линией , измерение в точке А . участок а-б это разряд конденсатора через обмотку. Учитывая, что индуктивность очень мала , а сопротивление обмотки меньше 2х Ом, то ток достигает значительной величины и это приводит к мгновенному подъему иглы. Почему мгновенному – потому, что судя по осциллограмме вся длительность от а до с ( от всплеска до всплеска ) меньше 0.7 мс , двигатель явно работает на хх . когда длительность открытия около 0.6 мс . Если принять это во внимание, то тогда все правильно и реальное время открытия форсунки здесь около 0.6 мс . Учтитывая, что при таком давлении в этой форсунке достаточно мощная возвратная пружина, то импульс закрытия можно сделать с меньшей амплитудой ( суммирование с силой пружины) , поэтому при открытии VT3 – VT4 происходит реверсирование тока в обмотке ( синяя линия ) и форсунка быстро запирается. Запирание очевидно необходимо, так как высокое давление в рейке постоянно и нельзя осуществить запирание форсунки сбросом давления ( как в дизелях с механическими форсунками ), в тоже время на иглу снизу давит давление вытекающей из сопла жидкости , поэтому введен режим запирания. В такой схеме включения режим запирания элементарно осуществим как реверсирование направления тока через обмотку.

Теперь о осциллограмме.

Первый всплеск 100 вольт – это начальный момент открытия VT1 – VT2 и последующий спад – разряд конденсатора .

Остаточное напряжение 12 вольт формируется как удерживающее схемой управления или преобразователя ( точно не известно но и не важно ) скорее всего управления .

Так как с неисправным преобразователем 100 вольт машина все равно работает , хоть и в аварийном режиме. Поэтому я указал внешний источник 12 вольт , который развязан диодом VD1 от преобразователя 100 вольт. Участок b-B это участок удержания . первый выброс B – это переключение коммутатора управляющего преобразователем ( очевидно преобразователь должен быть отключен от нагрузки для возможности повторной зарядки конденсатора. При этом при переключениях VT1 – VT2 , а также схем управления питанием с обмотки снимается удерживающее напряжение , VT1 – VT2 закрываются, что приводит к индуктивном выбросу B-C. Видно,что напряжение в этот момент стремится к нулевому. В момент С происходит открывание VT3-VT4, при этом преобразователь уже зарядил C1 , происходит резкое изменение тока в обмотке форсунки и игла под действием возвратной пружины и электромагнитной силы резко закрывается, прекращая подачу топлива.

Момент снятия напряжения B-C  топливо продолжает вытекать их форсунки возможно за счет высокого давления на седло иглы распылителя , остаточной намагниченности сердечника и инерционности. Импульс меньшей амплитуды при закрытии может быть связан с малым временем ( недостаточным ) для полного заряда C1 до 100 вольт, а может продиктован необходимостью меньшим током , так как в закрытии помогает возвратная пружина форсунки.

Участок после С – апериодическая разрядка конденсатора через индуктивность обмотки. Так как транзисторы открыты, добротность контура низкая и автоколебательных процессов ( выбросов ) не происходит . Конденсатор разряжается до нуля, поэтому переключениеVT3-VT4 не видно при таком уровне. Это еще раз подтверждает, что выброс B обусловлен прерыванием тока через обмотку вследствие закрытия VT1-VT2  ( как в системе зажигания ). Возможно в усилителе стоят демпферные диоды для ограничения индуктивных выбросов , параллельно переходам к-э транзисторов , что обуславливает один полупериод ограничения.

 
ГАДЖИЕВ А.О
© Легион-Автодата

Гаджиев Арид Омарович, г.Москва, ул.Ермакова Роща 7А, территория 14 ТМП, www.nissan-A-service.ru тел. +79265256300, е-mail: arid77@mail.ru, Союз автомобильных диагностов